1937 yılında evlendiği Edward C. Judson ile yaşadığı çalkantılı evlilik, 1943 yılında sona erdi. Hayworth bu evliliğin hemen ardından usta yönetmen Orson Welles ile evlendi. Welles arkadaşları ile 2000 dolarına bahse girerek Hayworth’u tavlayacağını iddia etmişti. Welles 2000 doları kazandı kazanmasına ama çift 5 yıl süren evlilikleri boyunca pek de huzurlu olamadılar.
Küçüklüğünden itibaren aldığı dans eğitimi sayesinde müzikal filmlerde çok başarılı olan Hayworth bu dönemde rol aldığı “You Were Never Lovelier”, “Tales of Manhattan” gibi filmlerle yerini sağlamlaştırdı. Bu sırada ABD’nin savaşa girmesi ile askerlere moral vermek için çeşitli faaliyetlere katılan Hayworth, 1944 yılında rol aldığı “Cover Girl / Kapak Kızı” filmi ile seksi vücudunu ön plana çıkardı.
1946 yılında rol aldığı “Gilda” Rita Hayworth’un kariyerinin zirvesi oldu. Kumarhane sahibi Ballin Mundson'ın güzel ve çekici eşi Gilda aynı zamanda kocasının Buones Aires'deki kumarhanesinde krupiye olarak çalışan eski kumarbaz Johhny Farrel'in eski sevgilisidir. Aralarındaki çekimin farkına varan Mundson ikisini biraraya getirmeye karar verir ve Farrel'i karısının bodyguard'ı yapar... Bu unutulmaz kara filmde canlandırdığı Gilda karakteri ile özdeşleşen Rita Hayworth, özellikle “Put The Blame on Mame” şarkısı eşliğinde striptiz yaptığı sahne ile sinema tarihinin unutulmazları arasındaki yerini aldı. Bugün bile Rita Hayworth denince akla Gilda’nın gelmesi, filmin ve Hayworth’un başarısının bir göstergesidir. Gilda hakkında anlatılan sayısız efsane vardır ama Amerikalıların nükleer denemeler sırasında Bikini adasına attıkları bombaya “Gilda” adını vermesi bunların arasında en ilginçlerinden biridir.
“Gilda”dan sonra kazandığı şöhreti iyi değerlendiren ve rol aldığı filmlerle ününe ün katan Hayworth, 1953’te rol aldığı “Salome”dan sonra 1957’ye kadar sinemadan uzak kaldı. 1957 yılında “Pal Joey” adlı müzikal ile sinemaya dönüş yapan Hayworth, bu filmle birlikte müzikal ağırlıklı filmlerde rol almaya devam etti ancak güzel yıldız artık eskisi kadar sık film çevirmiyordu. 1966’dan itibaren Avrupa’da şansını deneyen güzel yıldız İtalya’da “L'Avventuriero" ve “Bastardi” gibi filmlerde rol aldı.70’li yılların sonunda yakalandığı Alzheimer nedeniyle sinemadan koparak kendi köşesine çekilen Hayworth, 14 Mayıs 1987’de doğum yeri New York’ta hayata veda etti. Toplam beş kez evlenen güzel yıldızın Orson Welles ve Prens Aly Khan’dan birer kızı bulunuyor.